【題目】如圖所示，CDE和MNP為兩根足夠長且彎折的平行金屬導(dǎo)軌，CD、MN部分與水平面平行，DE和NP與水平面成30°，間距L=1m，CDNM面上有垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B1=1T，DEPN面上有垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B2=2T。兩根完全相同的導(dǎo)體棒a、b，質(zhì)量均為m=0.1kg，導(dǎo)體棒b與導(dǎo)軌CD、MN間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.2，導(dǎo)體棒a與導(dǎo)軌DE、NP之間光滑。導(dǎo)體棒a、b的電阻均為R=1Ω。開始時，a、b棒均靜止在導(dǎo)軌上除導(dǎo)體棒外其余電阻不計，滑動摩擦力和最大靜摩擦力大小相等，運(yùn)動過程中a、b棒始終不脫離導(dǎo)軌，g取10m/s2.

(1)b棒開始朝哪個方向滑動，此時a棒的速度大小；

(2)若經(jīng)過時間t=1s，b棒開始滑動，則此過程中，a棒發(fā)生的位移多大；

(3)若將CDNM面上的磁場改成豎直向上，大小不變，經(jīng)過足夠長的時間，b棒做什么運(yùn)動，如果是勻速運(yùn)動，求出勻速運(yùn)動的速度大小，如果是勻加速運(yùn)動，求出加速度大小。

【答案】（1）；（2）0.24m；（3）勻加速，0.4m/s2。

【解析】

（1）開始時，a棒向下運(yùn)動，b棒受到向左的安培力，所以b棒開始向左運(yùn)動，當(dāng)b棒開始運(yùn)動時有

對a棒

聯(lián)立解得

（2）由動量定理得對a棒

其中

聯(lián)立解得

（3）設(shè)a棒的加速度為a1，b棒的加速度為a2，則有

且

當(dāng)穩(wěn)定后，I保持不變，則

可得

聯(lián)立解得兩棒最后做勻加速運(yùn)動，有a1=0.2m/s2，a2=0.4m/s2

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，半徑R=0．5m的光滑圓弧軌道ABC與足夠長的粗糙軌道CD在C處平滑連接，O為圓弧軌道ABC的圓心，B點(diǎn)為圓弧軌道的最低點(diǎn)．半徑OA、OC與OB的夾角分別為53°和37°．將一個質(zhì)量m=0．5kg的物體（視為質(zhì)點(diǎn)）從A點(diǎn)左側(cè)高為h=0．8m處的P點(diǎn)水平拋出，恰從A點(diǎn)沿切線方向進(jìn)入圓弧軌道．已知物體與軌道CD間的動摩擦因數(shù)μ=0．8，重力加速度g=l0m/s2，sin37°=0．6，cos37°=0．8，求：

（1）物體水平拋出時的初速度大小v0；

（2）物體經(jīng)過B點(diǎn)時，對圓弧軌道壓力大小FN；

（3）物體在軌道CD上運(yùn)動的距離x

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車在斜面上的勻變速直線運(yùn)動。實(shí)驗(yàn)步驟如下：

a．安裝好實(shí)驗(yàn)器材，將打點(diǎn)計時器接到頻率為50Hz的交流電源上。

b．接通電源后，讓拖著紙帶的小車沿斜面向下運(yùn)動，重復(fù)幾次。選出一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，舍去開始密集的點(diǎn)跡，從便于測量的點(diǎn)開始，每2個打點(diǎn)間隔取一個計數(shù)點(diǎn)，如圖乙中0、1、2……8點(diǎn)所示。

c．用最小刻度是毫米的刻度尺測量各計數(shù)點(diǎn)的刻度數(shù)值，分別記作x0、x1、x2……x8。

d．分別計算出打點(diǎn)計時器打下計數(shù)點(diǎn)1、2、3……7時小車的瞬時速度v1、v2、v3……v7。

e．以v為縱坐標(biāo)、t為橫坐標(biāo)，標(biāo)出v與對應(yīng)時間t的坐標(biāo)點(diǎn)，畫出v－t圖線。

結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟，請你完成下列任務(wù)：

①表1記錄該同學(xué)測出計數(shù)點(diǎn)的刻度數(shù)值，其中x5未測定，請你根據(jù)圖乙將這個測量值填入表1中___________。

表1：

符號

x0

x1

x2

x3

x4

x5

x6

x7

x8

刻度數(shù)值/cm

0

1.12

2.75

4.86

7.49

14.19

18.27

22.03

②表2記錄該同學(xué)根據(jù)各計數(shù)點(diǎn)的刻度數(shù)值，計算出打點(diǎn)計時器打下各計數(shù)點(diǎn)時小車的瞬時速度，請你根據(jù)表1中x5和x7計算出v6的值，并填入表2中_________。

表2：

符號

v1

v2

v3

v4

v5

v6

v7

速度數(shù)值/(m·s-1)

0.34

0.47

0.59

0.72

0.84

0.98

③該同學(xué)在圖丙中已標(biāo)出v1、v2、v3、v4、v5和v7對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，請你在圖中標(biāo)出v6對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，并畫出v－t圖線_________。

④根據(jù)v－t圖線可計算出小車的加速度a=___________m/s2。（保留兩位有效數(shù)字）

⑤為驗(yàn)證上述結(jié)果，該同學(xué)將打點(diǎn)計時器打下相鄰計數(shù)點(diǎn)的時間間隔記為T，并做了以下的計算：

；；

；。

求出其平均值。你認(rèn)為a和a′哪個更準(zhǔn)確，請說明理由。____________

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一人用鉗碗夾住圓柱形茶杯，在手豎直向上的力F作用下，夾子和茶杯相對靜止，并一起向上運(yùn)動。夾子和茶杯的質(zhì)量分別為m、M假設(shè)夾子與茶杯兩側(cè)間的靜摩擦力在豎方向上，夾子與茶杯兩側(cè)間的彈力在水平方向上，最大靜摩擦力均為f，則下列說法正確的是（　�。�

A.人加大夾緊鉗碗夾的力，使茶杯向上勻速運(yùn)動，則夾子與茶杯間的摩擦力增大

B.當(dāng)夾緊茶杯的夾子往下稍微移動一段距離，使夾子的頂角張大，但仍使茶杯勻速上升，人的作用力F將變小

C.當(dāng)人加速向上提茶杯時，作用力下可以達(dá)到的最大值是

D.無論人提著茶杯向上向下做怎樣的運(yùn)動，若茶杯與夾子間不移動，則人的作用力F=(M+m）g

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一列波源在x軸原點(diǎn)的簡諧橫波沿x軸正方向傳播，如圖所示為t=0時刻的波形，此時波源正好運(yùn)動到y軸的1cm處，此時波剛好傳播到x=7m的質(zhì)點(diǎn)A處，已知波的傳播速度為24m/s，下列說法正確的是（　　）

A.波源的起振方向沿y軸正方向

B.從t=0時刻起再經(jīng)過s時間，波源第一次到達(dá)波谷

C.從t=0時刻起再經(jīng)過2.75s時間質(zhì)點(diǎn)B第一次出現(xiàn)在波峰

D.從t=0吋刻起到質(zhì)點(diǎn)B第一次出現(xiàn)在波峰的時間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)A經(jīng)過的路程是48cm

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2019年北京時間4月10日21點(diǎn)整，全球六地（比利時布魯塞爾、智利圣地亞哥中國上海和臺北、日本東京和美國華盛頓）同步召開全球新聞發(fā)布會。“事件視界望遠(yuǎn)鏡”（ Event Horizon Telescope）發(fā)布了位于巨橢圓星系M87中心的黑洞照片。此次發(fā)布的黑洞圖象揭示了女座星系團(tuán)中超大質(zhì)量星系M87中心的黑洞，引起了全球?qū)诙吹年P(guān)注。若宇宙中有一半徑約45km的黑洞，其質(zhì)量M和半徑R的關(guān)系滿足2GM＝c2R（其中G為引力常量；c為光速，大小為3×108m/s），則該黑洞表面重力加速度的數(shù)量級為（　　）

A. 108m/s2B. 1010m/s2C. 1012m/s2D. 1014m/s2

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下列說法中正確的是　　 　　。

A. 所有晶體沿著各個方向的物理性質(zhì)和化學(xué)光學(xué)性質(zhì)都相同

B. 足球充足氣后很難壓縮，是因?yàn)樽闱騼?nèi)氣體分子間斥力作用的結(jié)果

C. 自然界中只要涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性

D. 一定質(zhì)量的理想氣體，如果壓強(qiáng)不變，體積增大，那么它一定從外界吸熱

E. 一定質(zhì)量的理想氣體保持體積不變，溫度升高，單位時間內(nèi)撞擊器壁單位面積上的分子數(shù)增多

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，豎直直線MN的右側(cè)有范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于紙面向里。正方形線框abcd的邊長為L，從t＝0時刻起線框在外力作用下從圖示位置由靜止水平向右勻加速運(yùn)動。線框單位長度電阻均相同，在運(yùn)動過程中，線框c、d兩點(diǎn)間的電勢差Ucd隨時間變化的特點(diǎn)與下列圖像不一致的是(　　)

A.B.

C.D.

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】激光由于其單色性好、亮度高、方向性好等特點(diǎn)，在科技前沿的許多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。根據(jù)光的波粒二象性可知，當(dāng)光與其他物體發(fā)生相互作用時，光子表現(xiàn)出有能量和動量，對于波長為的光子，其動量已知光在真空中的傳播速度為c，普朗克常量為h。

(1)科研人員曾用強(qiáng)激光做過一個有趣的實(shí)驗(yàn):一個水平放置的小玻璃片被一束強(qiáng)激光托在空中。已知激光豎直向上照射到質(zhì)量為m的小玻璃片上后，全部被小玻璃片吸收，重力加速度為g。求激光照射到小玻璃片上的功率P；

(2)激光冷卻和原子捕獲技術(shù)在科學(xué)上意義重大，特別是對生物科學(xué)將產(chǎn)生重大影響。所謂激光冷卻就是在激光的作用下使得做熱運(yùn)動的原子減速，其具體過程如下:一質(zhì)量為m的原子沿著x軸負(fù)方向運(yùn)動，頻率為v0的激光束迎面射向該原子。運(yùn)動著的原子就會吸收迎面而來的光子從基態(tài)躍遷，而處于激發(fā)態(tài)的原子會立即自發(fā)地輻射光子回到基態(tài)原子自發(fā)輻射的光子方向是隨機(jī)的，在上述過程中原子的速率已經(jīng)很小，因而光子向各方向輻射光子的可能性可認(rèn)為是均等的，因而輻射不再對原子產(chǎn)生合外力的作用效果，并且原子的質(zhì)量沒有變化。

①設(shè)原子單位時間內(nèi)與n個光子發(fā)生相互作用，求運(yùn)動原子做減速運(yùn)動的加速度a的大�。�

②假設(shè)某原子以速度v0沿著x軸負(fù)方向運(yùn)動當(dāng)該原子發(fā)生共振吸收后躍遷到了第一激發(fā)態(tài)，吸收一個光了后原了的速度大小發(fā)生變化，方向未變。求該原子的第一激發(fā)態(tài)和基態(tài)的能級差？

③假設(shè)光子沿前進(jìn)方向有自旋，自旋方向滿足右手螺旋法則，大姆指指向光子的運(yùn)動方向，彎曲的四指指向旋轉(zhuǎn)方向，原子吸收光子后，其旋轉(zhuǎn)方向是逆時針還是順時針（延入射方向看）？其角速度如何變化？

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案